Cause e soluzioni alla perdita di trasferimento WOB nelle operazioni di perforazione

1. Concetto, fenomeni e rischi della perdita di trasferimento WOB

Concetto:Durante la perforazione, l'eccessivo attrito tra ilcolonna di perforazioneLa parete del pozzo impedisce che il peso sul bit (WOB) venga trasmesso alla punta di perforazione; di conseguenza, l'intero WOB viene assorbito dalla batteria di perforazione. Ciò si manifesta con una velocità di penetrazione nulla nonostante l'aumento del WOB, assenza di contropressione e bassa coppia. La soluzione consiste nel ridurre la velocità di rotazione e aumentare gradualmente il WOB (pur mantenendo la resistenza alla compressione della batteria di perforazione) fino a quando la coppia non aumenta improvvisamente e si manifesta la contropressione sul WOB. Dopo la perforazione di ogni singolo giunto, sono necessarie ripetute operazioni di alesatura e alesatura inversa prima di collegare il giunto o la colonna successiva.

Fenomeni e pericoli:Questo problema si verifica principalmente durante la perforazione direzionale a circolazione inversa in pozzi verticali, le operazioni di fresatura di finestre e di deviazione direzionale, e la perforazione direzionale di pozzi orizzontali. Interrompe la normale costruzione direzionale e può portare all'inceppamento delle tubazioni se le operazioni non vengono eseguite correttamente.

2.Analisi delle cause

Traiettoria del pozzo inadeguata:Le deviazioni nella traiettoria del pozzo (causate dalle condizioni della formazione o da errori di costruzione) spesso richiedono regolazioni della circolazione inversa. Elevati tassi di avanzamento (più comuni nei pozzi orizzontali a raggio medio/corto rispetto a quelli a raggio lungo) e traiettorie irregolari, combinati con la rigidità della batteria di perforazione, fanno sì che quest'ultima si appoggi contro la parete del pozzo quando viene applicata pressione, innescando perdite di trasferimento di peso. La forza di trazione aggiuntiva durante le operazioni di estrazione e reinserimento dopo l'applicazione della pressione è simile ai livelli normali e di solito non supera la pressione verso il basso.

Pozzo contaminato (formazione di detriti di perforazione):La rimozione dei detriti di perforazione è problematica nei pozzi direzionali e nei pozzi orizzontali con una deviazione compresa tra 45 e 90 gradi. Nelle formazioni dure (ad esempio, le formazioni Shahejie e Kongdian), i detriti si accumulano facilmente in strati. Questi strati aumentano l'attrito di scorrimento tra la batteria di perforazione e la parete del pozzo, causando una perdita di carico.

Torta di fango densa e friabile, elevato coefficiente di attrito del fango:L'elevato contenuto di solidi nel fango di perforazione determina la formazione di strati di fango spessi e friabili, che aumentano la superficie di contatto con la batteria di perforazione e accrescono il rischio di adesione. Un elevato coefficiente di attrito del fango aumenta la resistenza allo scorrimento della batteria di perforazione. Questa situazione può causare un improvviso blocco della pompa quando il WOB (peso a terra) aumenta (ad esempio, fino a 30 tonnellate), con la forza di trazione aggiuntiva che supera il WOB verso il basso.

3. Misure di mitigazione

Controllo della traiettoria del pozzo e ottimizzazione della batteria di perforazione:Implementare la perforazione guidata a pozzo pieno per evitare deviazioni di traiettoria che richiedono regolazioni della circolazione inversa. Semplificare la configurazione della colonna di perforazione (ridurrecollari di perforazione, aumentare il peso delle aste di perforazione) per ridurre la rigidità e minimizzare il contatto con il fango di perforazione, prevenendo la perdita di trasferimento di WOB e l'adesione.

Migliorato Purificazione del pozzo e del fango:Utilizzare apparecchiature per il controllo dei solidi per purificare il fango di superficie. Garantire uno spostamento sufficiente (non inferiore a 3,4 m³/min per sezioni di pozzo φ311, 1,1 m³/min per sezioni φ216) e regolare i parametri reologici del fango (rapporto YP/PV: 0,42–0,50; viscosità: ≥48 s) per migliorare la capacità di trasporto dei detriti. Per i pozzi orizzontali, alesare con una deviazione di 20–30 gradi per rompere i letti di detriti.

Migliorare la lubrificazione del fango e la qualità del fango fuso:Aggiungere 3-5 tonnellate di petrolio greggio (non superiore al 10%) combinato con lubrificanti a base d'acqua per bilanciare la lubrificazione e la qualità del fango di perforazione. Incorporare asfalto solfonato o resina fenolica per ottimizzare le proprietà del fango di perforazione. Per la perdita di carico di olio in formazioni dure, aggiungere 200-300 kg di grafite espansa o lubrificanti per pressioni estreme per ridurre l'attrito.

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